基于指纹识别的一卡通手机研究
时间：2013-07-18 阅读：1652
引言
手机支付是指用户使用内置现场支付账户的RFID手机，在安装了支持手机支付帐户POS机具的商家，通过形如刷卡的近距离通信方式（RFID）完成支付交易的业务类型。在目前国内三大运营商的鼎力推动下，手机一卡通自2009年以来呈现快速发展的态势。作为一种现场支付的手段，可以使运营商实现“后台金融”——“远程线上支付”——“手机刷卡线下支付”的一体化方案。目前，很多大学推行了校园手机一卡通，用一卡通即可实现考勤、借书、打饭等校园内的身份认证和消费的活动。然而，如果一卡通一旦丢失，且未能及时挂失，就可能会使卡内的余额被他人消费，造成不必要的麻烦。
本文从手机一卡通的安全性角度考虑，提出一种基于指纹识别的一卡通手机，在一定程度上提高了一卡通手机的安全性。
一、指纹识别技术
个人包括指纹在内的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，呈现*性且终生不变。据此，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过将他的指纹和预先保存的指纹数据进行比较，就可以验证它的真实身份，这就是指纹识别技术。
为了实现较高的安全性，使用复杂的密码是流行的选择，而如果我们在打饭、坐公交车时都要先输入密码才能下一步操作，那是很不方便也不现实的。所以考虑发展利用人的生理特征，是目前zui为方便与安全的识别系统。
二、一卡通手机指纹识别
作为生物识别技术中发展zui成熟、应用zui广泛的一种，指纹识别技术应用具体涉及指纹图像采集、图像处理、特征提取、特征比对与匹配等。显然，其zui基础、zui重要环节是高质量指纹图像的采集。指纹的表面积相对较小，日常生活中手指常常会受到磨损，所以获得的指纹细节图像是一项十分复杂的工作。．
2．1指纹图像的采集
指纹传感器是指纹图像的自动采集和生成部分，是指纹识别产品的数据输入端。绝大多数指纹传感器通过光学扫描、半导体热敏、半导体电容等三种主要传感技术采集指纹图像。采集到的指纹是点位图，一般来说，每一点用[0，255]的一个灰度值表示[l]。衡量一个指纹传感器的性能好坏，主要看成像质量、对不同类型手指的适用能力、对气候环境的适应性、图像采集速度、电气特性、硬件接口、应用程序接口（SDK）、使用寿命、可装配性及附加功能。
2．2指纹图像处理指纹图像处理过程包括指纹图像的预处理、特征提取、与指纹数据库进行比对。
2．2．1指纹图像预处理
预处理在指纹特别技术中有着非常重要的地位，是整个指纹识别工作的基础，由于污渍、扭曲、压力等各种噪声的存在，预处理直接影响着指纹识别系统的可行性和准确性。预处理的目的就是去除指纹图像的噪声，增强嵴和谷的对比度，把它变成一幅清晰的点线图。以便于提取正确的指纹特征。图像的预处理可以在空间域内实现，也可以在频域内实现。目前已有很多成熟的预处理方法[31。
指纹识别的预处理的一一般过程：由于指纹原始图像在预处理时计算量大、耗时多，所以需要将采集到的原始灰度图进行分割，将分割后的图像锐化，得到增强灰度图。将增强灰度图二值化得到二值黑白图，即将灰度图像转换为0．1的黑白图像，这样就使图像的灰度层次由原来的256级降为2级，提高了对比度。zui后进行细化处理，细化的主要作用是去除指纹图像中不必要的信息，提取出图像的细节点，得到点线指纹图。
2．2．2特征提取
对于特征点的提取，不同的系统有不同的处理方式。有的直接保存指纹图像，处理的时候从图像提取指纹特征。这种方式可以比较完整地保存指纹的所有信息，但是需要较多存储空间和信息处理时间。而对于一般的指纹匹配来讲，只需要使用指纹的特征点来进行匹配。因此，保存指纹图像的意义不大，只需要保存足够多个指纹特征点就可以*匹配要求。指纹图像的特征，包括指纹的纹形（拱型、箕型、斗形）、指纹的核心点、三角点、分叉点、终点、嵴与嵴之间的宽度、嵴的走向等。只要能够提取出足够的特征，就可以用来进行指纹匹配。一般情况下，7个匹配的特征点就可以基本确定两个指纹来自同一个手指]。对于手机指纹识别系统而言，7个特征点足以确定手机持有者的身份。常用的特征提取算法有两种：基于二值化的特征提取算法和基于直接灰度图的特征提取算法。对于本系统，由于用户数有限，需要的特征点不多，所以考虑采用基于二值化的特征提取算法。
2．2．3指纹数据库
手机的指纹识别系统，对于一个手机而言，其用户数是比较少的，绝大多数都是一个用户使用一部手机，所以匹配时所需要的指纹特征不多。因此，本系统考虑采用如下方案：对采集到的指纹图像进行特征提取，即用户在购买手机后，将自己的指纹图像存人系统的指纹数据库内，主用户可以*其他用户操作，将本手机的其他用户的指纹信息也存人手机的指纹数据库内。当需要手机支付时，使用者只需将手指放到手机上，由指纹传感器采集指纹信息，系统将指纹图像进行处理，处理后的图像与数据库中的图像进行比对，如果一致，则发出付款指令，如果不一致，则不进行任何操作，返回到待机状态。
三、结语
指纹识别技术利用每个人的指纹特征*而且终生不变的特点，可以替代密码识别个人身份，并且具有比密码方便，保密性高的特点。由于指纹识别生物特征的性，利用指纹人类自身生理特征进行身份认证的生物识别技术是zui可靠的身份鉴别方式。将指纹识别技术应用于一卡通手机上，将使手机支付更具安全性。
参考文献
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[3]赵金辉，项良勋，曲文斌．指纹图像预处理算法研究U]．计算机工程与设计，2006，27（15）：2777—2778．
[4]李波基于指纹识别技术的考生身份认证系统U]．电脑开发与应用，2010，23（6）：45—47．